Bài giảng kĩ thuật số

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG

BÀI GIẢNG MƠN

KỸ THUẬT SỐ

Giảng viên:

ThS. Trần Thúy Hà

Điện thoại/E-mail:



Bộ môn:

Kỹ thuật điện tử- Khoa KTDT1

Học kỳ/Năm biên soạn:

2014

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
1
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT

BÀI GIẢNG MÔN :

ĐIỆN TỬ SỐ

 Chương 1: Hệ đếm
Chương 2: Cổng logic
Chương 3: Mạch logic tổ hợp
Chương 4: Mạch logic tuần tự

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
2
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


ĐIỆN TỬ SỐ

Headline (Times New Roman Black 36pt.)
BÀI GIẢNG MÔN :

CHƯƠNG 1
Hệ đếm

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT
Group

GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
Bài giảng
Điện ĐIỆN
tử số TỬ- KHOA KTDT13
BỘ MÔN:
KỸ THUẬT

3


BÀI GIẢNG MÔN :

ĐIỆN TỬ SỐ

 1.1. Biểu diễn số
1.2. Chuyển đổi cơ số giữa các hệ đếm
1.3. Một số phép toán

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
4
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện

KỸ THUẬT


1.1. Biểu diễn số (1)

BÀI GIẢNG MÔN :

ĐIỆN TỬ SỐ

Tên hệ đếm

Số ký hiệu

Cơ số
(r)

Hệ nhị phân (Binary)
Hệ bát phân (Octal)
Hệ thập phân (Decimal)
Hệ thập lục phân
(Hexadecimal)

0, 1
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C,
D, E, F

2
8

10
16

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
5
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


1.1. Biểu diễn số (2)

BÀI GIẢNG MÔN :

ĐIỆN TỬ SỐ

 Biểu diễn số tổng quát:
N = a n −1 × r n −1 + ... + a1 × r1 + a 0 × r 0 + a −1 × r −1 + ... + a − m × r − m
−m

= ∑ ai × ri
n −1

 Hệ thập phân
N10 = d n −1 × 10n −1 + ... + d1 ×101 + d 0 ×100 + d −1 ×10 −1 + ... + d − m ×10 − m
−m

= ∑ di ×10i
n −1

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
6
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

HỆ ĐẾM

ĐIỆN TỬ SỐ

 Hệ nhị phân (Binary number systems) còn gọi là hệ cơ số hai, chỉ gồm hai ký hiệu 0 và 1, cơ số của hệ là 2, trọng số của hệ là 2 n



Thập phân

Nhị phân

0

0

1

1

2

10

3

11

4

100

5

101

6

110

7

111

8

1000

9

1001

10

1010

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
7
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

HỆ ĐẾM

ĐIỆN TỬ SỐ

 Trong hệ nhị phân, mỗi chữ số chỉ lấy 2 giá trị hoặc 0 hoặc 1 và được gọi tắt là "bit"(Binary digit).
 Byte: 8 bit.
 1K = 210 bit = 1024

MSB - Most
Significant
Bit
 1001 = 1 x 23 + 0 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 = 9
2

LSB – Least
Significant Bit

10

 Trong đó 23, 22, 21, 20 là các trọng số của hệ
1
0

0

1

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
8
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng

MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

ĐIỆN TỬ SỐ

 Biểu diễn tổng quát

N 2 = b n −1 × 2n −1 + ... + b1 × 21 + b 0 × 20 + b −1 × 2 −1 + ... + b − m × 2 − m
−m

= ∑ b i × 2i
n −1

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
9
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

1.1. Biểu diễn số (3)

ĐIỆN TỬ SỐ

N8 = O n −1 × 8n −1 + ... + O 0 × 80 + O −1 × 8−1 + ... + O − m × 8− m
−m

= ∑ Oi × 8i
n −1

N16

= H n −1 ×16n −1 + .... + H 0 ×160 + H −1 ×16 −1 + .... + H − m ×16 − m
−m

= ∑ Hi × 16i
n −1

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
10
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

1.2. Chuyển đổi cơ số giữa các hệ đếm

ĐIỆN TỬ SỐ

1.1. Biểu diễn số



1.2. Chuyển đổi cơ số giữa các hệ đếm
1.3. Một số phép toán

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
11
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

ĐIỆN TỬ SỐ

Chuyển đổi từ hệ cơ số 10 sang các hệ khác
QUY TẮC:



Đối với phần nguyên:

 Chia liên tiếp phần nguyên của số thập phân cho cơ số của
hệ cần chuyển đến, số dư sau mỗi lần chia viết đảo ngược
trật tự là kết quả cần tìm.
 Phép chia dừng lại khi kết quả lần chia cuối cùng bằng 0.


Đối với phần phân số:

 Nhân liên tiếp phần phân số của số thập phân với cơ số của
hệ cần chuyển đến, phần nguyên thu được sau mỗi lần nhân,
viết tuần tự là kết quả cần tìm.
 Phép nhân dừng lại khi phần phân số triệt tiêu.

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
12
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

Đổi một biểu diễn trong hệ bất kì sang hệ 10

ĐIỆN TỬ SỐ

 Cơng thức chuyển đổi:
N10

= a n −1 × r n −1 + a n −2 × r n −2 .... + a 0 × r 0 + a −1 × r −1 + .... + a − m × r − m

 Thực hiện lấy tổng vế phải sẽ có kết quả cần tìm. Trong biểu
thức trên, ai và r là hệ số và cơ số hệ có biểu diễn.
 Ví dụ: Chuyển 1101110.102 sang hệ thập phân
N10 = 1× 26 + 1× 25 + 0 × 24 + 1× 23 + 1× 2 2 + 1× 21 + 0 × 20 + 1× 2 −1 + 0 × 2 −2
= 64 + 32 + 0 + 8 + 4 + 2 + 0 + 0.5 + 0 = 110.5

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
13
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

ĐIỆN TỬ SỐ

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
14
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

Đổi các số từ hệ nhị phân sang hệ cơ số 8, 16

ĐIỆN TỬ SỐ

 Quy tắc:

 Vì 8 = 23 và 16 = 24 nên ta chỉ cần dùng một số nhị phân 3
bit là đủ ghi 8 ký hiệu của hệ cơ số 8 và từ nhị phân 4 bit
cho hệ cơ số 16.
 Do đó, muốn đổi một số nhị phân sang hệ cơ số 8 và 16 ta
chia số nhị phân cần đổi, kể từ dấu phân số sang trái và phải
thành từng nhóm 3 bit hoặc 4 bit. Sau đó thay các nhóm bit
đã phân bằng ký hiệu tương ứng của hệ cần đổi tới.

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
15

V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


1.3. Một số phép tốn

BÀI GIẢNG MƠN :

ĐIỆN TỬ SỐ

1.1. Biểu diễn số
1.2. Chuyển đổi cơ số giữa các hệ đếm



1.3. Một số phép toán

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
16
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT

BÀI GIẢNG MÔN :

1. 3 phương pháp biểu diễn số nhị phân có dấu

ĐIỆN TỬ SỐ

 Sử dụng một bit dấu.
 Trong phương pháp này ta dùng một bit phụ, đứng trước các bit trị
số để biểu diễn dấu, ‘0’ chỉ dấu dương (+), ‘1’ chỉ dấu âm (-).

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
17
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :



ĐIỆN TỬ SỐ

Sử dụng phép bù 1.

 Giữ nguyên bit dấu và lấy bù 1 các bit trị số (bù 1 bằng đảo
của các bit cần được lấy bù).

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :



ĐIỆN TỬ SỐ

Sử dụng phép bù 2

 Là phương pháp phổ biến nhất. Số dương thể hiện bằng số
nhị phân khơng bù (bit dấu bằng 0), cịn số âm được biểu
diễn qua bù 2 (bit dấu bằng 1). Bù 2 bằng bù 1 cộng 1.
 Có thể biểu diễn số âm theo phương pháp bù 2 xen kẽ: bắt
đầu từ bit LSB, dịch về bên trái, giữ nguyên các bit cho đến
gặp bit 1 đầu tiên và lấy bù các bit còn lại. Bit dấu giữ
nguyên.

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

ĐIỆN TỬ SỐ

2. Cộng và trừ các số theo biểu diễn bù 1
 Phép cộng
 Hai số dương: cộng như cộng nhị phân thông thường, kể cả bit
dấu.
 Hai số âm: biểu diễn chúng ở dạng bù 1 và cộng như cộng nhị
phân, kể cả bit dấu. Bit tràn cộng vào kết quả. Chú ý, kết quả
được viết dưới dạng bù 1.
 Hai số khác dấu và số dương lớn hơn: cộng số dương với bù 1
của số âm. Bit tràn được cộng vào kết quả.
 Hai số khác dấu và số âm lớn hơn: cộng số dương với bù 1 của
số âm. Kết quả khơng có bit tràn và ở dạng bù 1.
 Phép trừ
 Để thực hiện phép trừ, ta lấy bù 1 của số trừ, sau đó thực hiện các
bước như phép cộng.
www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1

20
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

3. Cộng và trừ các số theo biểu diễn bù 2

ĐIỆN TỬ SỐ

 Phép cộng
 Hai số dương: cộng như cộng nhị phân thông thường. Kết quả là
dương.
 Hai số âm: lấy bù 2 cả hai số hạng và cộng, kết quả ở dạng bù 2.
 Hai số khác dấu và số dương lớn hơn: lấy số dương cộng với bù
2 của số âm. Kết quả bao gồm cả bit dấu, bit tràn bỏ đi.
 Hai số khác dấu và số âm lớn hơn: số dương được cộng với bù 2
của số âm, kết quả ở dạng bù 2 của số dương tương ứng. Bit dấu
là 1.
 Phép trừ
 Phép trừ hai số có dấu là các trường hợp riêng của phép cộng.
www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
21
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài

Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


4. Cộng và trừ các số trong hệ 8

BÀI GIẢNG MÔN :

ĐIỆN TỬ SỐ

 Phép cộng.
 Phép cộng trong hệ bát phân được thực hiện tương tự như trong hệ thập phân. Khi
kết quả của việc cộng hai hoặc nhiều chữ số cùng trọng số lớn hơn hoặc bằng 8
phải nhớ lên chữ số có trọng số lớn hơn kế tiếp.

1278

6328

+ 3758

+ 5438

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group

BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MƠN :

1278

6328

+ 3758

+ 5438

5248


ĐIỆN TỬ SỐ

 

14058

Trong ví dụ a) ta tiến hành cộng như sau: 7 + 5 = 1210; trong hệ 8 khơng có số 12 nên ta phải chia 12 cho 8, số
dư viết xuống tổng tương ứng với trọng số đó, thương số nhớ lên trọng số kế tiếp; tức là 12 : 8 = 1 dư 4, số 4
được viết xuống tổng; tại trọng số kế tiếp 2 + 7 + 1(nhớ) = 10; sau đó ta lấy 10: 8 = 1 dư 2, viết 2 xuống tổng và
số 1 được nhớ lên trọng số kế tiếp; cuối cùng ta lấy 1 + 3 + 1 (nhớ) = 5.

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


BÀI GIẢNG MÔN :

ĐIỆN TỬ SỐ

 Phép trừ cũng được tiến hành như trong hệ thập phân. Khi mượn 1 ở có
trọng số lớn hơn kế tiếp thì chỉ cần cộng thêm 810.

 

 

6238

452, 58

- 3758

- 343, 78
 

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT


5. Cộng và trừ các số trong hệ 16

 

BÀI GIẢNG MÔN :

ĐIỆN TỬ SỐ



Phép cộng.



Khi tổng hai chữ số lớn hơn 15, ta lấy tổng chia cho 16. Số dư được viết xuống chữ số tổng và
thương số được nhớ lên chữ số có trọng số lớn hơn kế tiếp. Nếu các chữ số là A, B, C, D, E, F
thì trước hết, ta phải đổi chúng về giá trị thập phân tương ứng rồi mới tiến hành cộng.

6 9 516

4 A, 516

+ 8 7 516

+ 3 B, 716

www.khoaktdt1.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ThS. TRẦN THÚY HÀ
tử số ĐIỆN TỬ- KHOA KTDT1
V1.0 Facebook: Điện tử số PTIT Bài
Group
BỘgiảng
MÔN:Điện
KỸ THUẬT